Rename VerCheck to VersionCheck
[kconfig-hardened-check.git] / kconfig_hardened_check / __init__.py
1 #!/usr/bin/python3
2
3 #
4 # This tool helps me to check Linux kernel options against
5 # my security hardening preferences for X86_64, ARM64, X86_32, and ARM.
6 # Let the computers do their job!
7 #
8 # Author: Alexander Popov <alex.popov@linux.com>
9 #
10 # Please don't cry if my Python code looks like C.
11 #
12 #
13 # N.B Hardening command line parameters:
14 #    slab_nomerge
15 #    page_alloc.shuffle=1
16 #    iommu=force (does it help against DMA attacks?)
17 #    slub_debug=FZ (slow)
18 #    init_on_alloc=1 (since v5.3)
19 #    init_on_free=1 (since v5.3, otherwise slub_debug=P and page_poison=1)
20 #    loadpin.enforce=1
21 #    debugfs=no-mount (or off if possible)
22 #    randomize_kstack_offset=1
23 #
24 #    Mitigations of CPU vulnerabilities:
25 #       Аrch-independent:
26 #           mitigations=auto,nosmt (nosmt is slow)
27 #       X86:
28 #           spectre_v2=on
29 #           pti=on
30 #           spec_store_bypass_disable=on
31 #           l1tf=full,force
32 #           mds=full,nosmt
33 #           tsx=off
34 #           l1d_flush=on
35 #       ARM64:
36 #           kpti=on
37 #           ssbd=force-on
38 #
39 #    Should NOT be set:
40 #           nokaslr
41 #           arm64.nobti
42 #           arm64.nopauth
43 #
44 #    Hardware tag-based KASAN with arm64 Memory Tagging Extension (MTE):
45 #           kasan=on
46 #           kasan.stacktrace=off
47 #           kasan.fault=panic
48 #
49 # N.B. Hardening sysctls:
50 #    kernel.kptr_restrict=2 (or 1?)
51 #    kernel.dmesg_restrict=1 (also see the kconfig option)
52 #    kernel.perf_event_paranoid=3
53 #    kernel.kexec_load_disabled=1
54 #    kernel.yama.ptrace_scope=3
55 #    user.max_user_namespaces=0
56 #    what about bpf_jit_enable?
57 #    kernel.unprivileged_bpf_disabled=1
58 #    net.core.bpf_jit_harden=2
59 #
60 #    vm.unprivileged_userfaultfd=0
61 #        (at first, it disabled unprivileged userfaultfd,
62 #         and since v5.11 it enables unprivileged userfaultfd for user-mode only)
63 #
64 #    dev.tty.ldisc_autoload=0
65 #    fs.protected_symlinks=1
66 #    fs.protected_hardlinks=1
67 #    fs.protected_fifos=2
68 #    fs.protected_regular=2
69 #    fs.suid_dumpable=0
70 #    kernel.modules_disabled=1
71
72
73 # pylint: disable=missing-module-docstring,missing-class-docstring,missing-function-docstring
74 # pylint: disable=line-too-long,invalid-name,too-many-branches,too-many-statements
75
76
77 import sys
78 from argparse import ArgumentParser
79 from collections import OrderedDict
80 import re
81 import json
82 from .__about__ import __version__
83
84
85 class OptCheck:
86     def __init__(self, reason, decision, name, expected):
87         self.name = name
88         self.expected = expected
89         self.decision = decision
90         self.reason = reason
91         self.state = None
92         self.result = None
93
94     def check(self):
95         if self.expected == self.state:
96             self.result = 'OK'
97         elif self.state is None:
98             if self.expected == 'is not set':
99                 self.result = 'OK: not found'
100             else:
101                 self.result = 'FAIL: not found'
102         else:
103             self.result = 'FAIL: "' + self.state + '"'
104
105         if self.result.startswith('OK'):
106             return True
107         return False
108
109     def table_print(self, _mode, with_results):
110         print('{:<40}|{:^7}|{:^12}|{:^10}|{:^18}'.format(self.name, self.type, self.expected, self.decision, self.reason), end='')
111         if with_results:
112             print('| {}'.format(self.result), end='')
113
114
115 class KconfigCheck(OptCheck):
116     def __init__(self, *args, **kwargs):
117         super().__init__(*args, **kwargs)
118         self.name = 'CONFIG_' + self.name
119
120     @property
121     def type(self):
122         return 'kconfig'
123
124
125 class VersionCheck:
126     def __init__(self, ver_expected):
127         self.ver_expected = ver_expected
128         self.ver = ()
129         self.result = None
130
131     def check(self):
132         if self.ver[0] > self.ver_expected[0]:
133             self.result = 'OK: version >= ' + str(self.ver_expected[0]) + '.' + str(self.ver_expected[1])
134             return True
135         if self.ver[0] < self.ver_expected[0]:
136             self.result = 'FAIL: version < ' + str(self.ver_expected[0]) + '.' + str(self.ver_expected[1])
137             return False
138         if self.ver[1] >= self.ver_expected[1]:
139             self.result = 'OK: version >= ' + str(self.ver_expected[0]) + '.' + str(self.ver_expected[1])
140             return True
141         self.result = 'FAIL: version < ' + str(self.ver_expected[0]) + '.' + str(self.ver_expected[1])
142         return False
143
144     def table_print(self, _mode, with_results):
145         ver_req = 'kernel version >= ' + str(self.ver_expected[0]) + '.' + str(self.ver_expected[1])
146         print('{:<91}'.format(ver_req), end='')
147         if with_results:
148             print('| {}'.format(self.result), end='')
149
150
151 class PresenceCheck:
152     def __init__(self, name, type):
153         if type == 'kconfig':
154             self.name = 'CONFIG_' + name
155         else:
156             self.name = name
157         self.state = None
158         self.result = None
159
160     def check(self):
161         if self.state is None:
162             self.result = 'FAIL: not present'
163             return False
164         self.result = 'OK: is present'
165         return True
166
167     def table_print(self, _mode, with_results):
168         print('{:<91}'.format(self.name + ' is present'), end='')
169         if with_results:
170             print('| {}'.format(self.result), end='')
171
172
173 class ComplexOptCheck:
174     def __init__(self, *opts):
175         self.opts = opts
176         if not self.opts:
177             sys.exit('[!] ERROR: empty {} check'.format(self.__class__.__name__))
178         if len(self.opts) == 1:
179             sys.exit('[!] ERROR: useless {} check'.format(self.__class__.__name__))
180         if not isinstance(opts[0], KconfigCheck):
181             sys.exit('[!] ERROR: invalid {} check: {}'.format(self.__class__.__name__, opts))
182         self.result = None
183
184     @property
185     def name(self):
186         return self.opts[0].name
187
188     @property
189     def type(self):
190         return self.opts[0].type
191
192     @property
193     def expected(self):
194         return self.opts[0].expected
195
196     @property
197     def decision(self):
198         return self.opts[0].decision
199
200     @property
201     def reason(self):
202         return self.opts[0].reason
203
204     def table_print(self, mode, with_results):
205         if mode == 'verbose':
206             print('    {:87}'.format('<<< ' + self.__class__.__name__ + ' >>>'), end='')
207             if with_results:
208                 print('| {}'.format(self.result), end='')
209             for o in self.opts:
210                 print()
211                 o.table_print(mode, with_results)
212         else:
213             o = self.opts[0]
214             o.table_print(mode, False)
215             if with_results:
216                 print('| {}'.format(self.result), end='')
217
218
219 class OR(ComplexOptCheck):
220     # self.opts[0] is the option that this OR-check is about.
221     # Use cases:
222     #     OR(<X_is_hardened>, <X_is_disabled>)
223     #     OR(<X_is_hardened>, <old_X_is_hardened>)
224
225     def check(self):
226         if not self.opts:
227             sys.exit('[!] ERROR: invalid OR check')
228
229         for i, opt in enumerate(self.opts):
230             ret = opt.check()
231             if ret:
232                 if opt.result == 'OK' and i != 0:
233                     # Simple OK is not enough for additional checks, add more info:
234                     self.result = 'OK: {} "{}"'.format(opt.name, opt.expected)
235                 else:
236                     self.result = opt.result
237                 return True
238         self.result = self.opts[0].result
239         return False
240
241
242 class AND(ComplexOptCheck):
243     # self.opts[0] is the option that this AND-check is about.
244     # Use cases:
245     #     AND(<suboption>, <main_option>)
246     #       Suboption is not checked if checking of the main_option is failed.
247     #     AND(<X_is_disabled>, <old_X_is_disabled>)
248
249     def check(self):
250         for i, opt in reversed(list(enumerate(self.opts))):
251             ret = opt.check()
252             if i == 0:
253                 self.result = opt.result
254                 return ret
255             if not ret:
256                 # This FAIL is caused by additional checks,
257                 # and not by the main option that this AND-check is about.
258                 # Describe the reason of the FAIL.
259                 if opt.result.startswith('FAIL: \"') or opt.result == 'FAIL: not found':
260                     self.result = 'FAIL: {} not "{}"'.format(opt.name, opt.expected)
261                 elif opt.result == 'FAIL: not present':
262                     self.result = 'FAIL: {} not present'.format(opt.name)
263                 else:
264                     # This FAIL message is self-explaining.
265                     self.result = opt.result
266                 return False
267
268         sys.exit('[!] ERROR: invalid AND check')
269
270
271 def detect_arch(fname, archs):
272     with open(fname, 'r') as f:
273         arch_pattern = re.compile("CONFIG_[a-zA-Z0-9_]*=y")
274         arch = None
275         for line in f.readlines():
276             if arch_pattern.match(line):
277                 option, _ = line[7:].split('=', 1)
278                 if option in archs:
279                     if not arch:
280                         arch = option
281                     else:
282                         return None, 'more than one supported architecture is detected'
283         if not arch:
284             return None, 'failed to detect architecture'
285         return arch, 'OK'
286
287
288 def detect_version(fname):
289     with open(fname, 'r') as f:
290         ver_pattern = re.compile("# Linux/.* Kernel Configuration")
291         for line in f.readlines():
292             if ver_pattern.match(line):
293                 line = line.strip()
294                 parts = line.split()
295                 ver_str = parts[2]
296                 ver_numbers = ver_str.split('.')
297                 if len(ver_numbers) < 3 or not ver_numbers[0].isdigit() or not ver_numbers[1].isdigit():
298                     msg = 'failed to parse the version "' + ver_str + '"'
299                     return None, msg
300                 return (int(ver_numbers[0]), int(ver_numbers[1])), None
301         return None, 'no kernel version detected'
302
303
304 def add_kconfig_checks(l, arch):
305     # Calling the KconfigCheck class constructor:
306     #     KconfigCheck(reason, decision, name, expected)
307
308     modules_not_set = KconfigCheck('cut_attack_surface', 'kspp', 'MODULES', 'is not set')
309     devmem_not_set = KconfigCheck('cut_attack_surface', 'kspp', 'DEVMEM', 'is not set') # refers to LOCKDOWN
310
311     # 'self_protection', 'defconfig'
312     l += [KconfigCheck('self_protection', 'defconfig', 'BUG', 'y')]
313     l += [KconfigCheck('self_protection', 'defconfig', 'SLUB_DEBUG', 'y')]
314     l += [KconfigCheck('self_protection', 'defconfig', 'GCC_PLUGINS', 'y')]
315     l += [OR(KconfigCheck('self_protection', 'defconfig', 'STACKPROTECTOR_STRONG', 'y'),
316              KconfigCheck('self_protection', 'defconfig', 'CC_STACKPROTECTOR_STRONG', 'y'))]
317     l += [OR(KconfigCheck('self_protection', 'defconfig', 'STRICT_KERNEL_RWX', 'y'),
318              KconfigCheck('self_protection', 'defconfig', 'DEBUG_RODATA', 'y'))] # before v4.11
319     l += [OR(KconfigCheck('self_protection', 'defconfig', 'STRICT_MODULE_RWX', 'y'),
320              KconfigCheck('self_protection', 'defconfig', 'DEBUG_SET_MODULE_RONX', 'y'),
321              modules_not_set)] # DEBUG_SET_MODULE_RONX was before v4.11
322     l += [OR(KconfigCheck('self_protection', 'defconfig', 'REFCOUNT_FULL', 'y'),
323              VersionCheck((5, 5)))] # REFCOUNT_FULL is enabled by default since v5.5
324     iommu_support_is_set = KconfigCheck('self_protection', 'defconfig', 'IOMMU_SUPPORT', 'y')
325     l += [iommu_support_is_set] # is needed for mitigating DMA attacks
326     if arch in ('X86_64', 'ARM64', 'X86_32'):
327         l += [KconfigCheck('self_protection', 'defconfig', 'RANDOMIZE_BASE', 'y')]
328         l += [KconfigCheck('self_protection', 'defconfig', 'THREAD_INFO_IN_TASK', 'y')]
329     if arch in ('X86_64', 'ARM64'):
330         l += [KconfigCheck('self_protection', 'defconfig', 'VMAP_STACK', 'y')]
331     if arch in ('X86_64', 'X86_32'):
332         l += [KconfigCheck('self_protection', 'defconfig', 'MICROCODE', 'y')] # is needed for mitigating CPU bugs
333         l += [KconfigCheck('self_protection', 'defconfig', 'RETPOLINE', 'y')]
334         l += [KconfigCheck('self_protection', 'defconfig', 'X86_SMAP', 'y')]
335         l += [KconfigCheck('self_protection', 'defconfig', 'SYN_COOKIES', 'y')] # another reason?
336         l += [OR(KconfigCheck('self_protection', 'defconfig', 'X86_UMIP', 'y'),
337                  KconfigCheck('self_protection', 'defconfig', 'X86_INTEL_UMIP', 'y'))]
338     if arch in ('ARM64', 'ARM'):
339         l += [KconfigCheck('self_protection', 'defconfig', 'STACKPROTECTOR_PER_TASK', 'y')]
340     if arch == 'X86_64':
341         l += [KconfigCheck('self_protection', 'defconfig', 'PAGE_TABLE_ISOLATION', 'y')]
342         l += [KconfigCheck('self_protection', 'defconfig', 'RANDOMIZE_MEMORY', 'y')]
343         l += [AND(KconfigCheck('self_protection', 'defconfig', 'INTEL_IOMMU', 'y'),
344                   iommu_support_is_set)]
345         l += [AND(KconfigCheck('self_protection', 'defconfig', 'AMD_IOMMU', 'y'),
346                   iommu_support_is_set)]
347     if arch == 'ARM64':
348         l += [KconfigCheck('self_protection', 'defconfig', 'ARM64_PAN', 'y')]
349         l += [KconfigCheck('self_protection', 'defconfig', 'ARM64_EPAN', 'y')]
350         l += [KconfigCheck('self_protection', 'defconfig', 'UNMAP_KERNEL_AT_EL0', 'y')]
351         l += [OR(KconfigCheck('self_protection', 'defconfig', 'HARDEN_EL2_VECTORS', 'y'),
352                  AND(KconfigCheck('self_protection', 'defconfig', 'RANDOMIZE_BASE', 'y'),
353                      VersionCheck((5, 9))))] # HARDEN_EL2_VECTORS was included in RANDOMIZE_BASE in v5.9
354         l += [KconfigCheck('self_protection', 'defconfig', 'RODATA_FULL_DEFAULT_ENABLED', 'y')]
355         l += [KconfigCheck('self_protection', 'defconfig', 'ARM64_PTR_AUTH_KERNEL', 'y')]
356         l += [KconfigCheck('self_protection', 'defconfig', 'ARM64_BTI_KERNEL', 'y')]
357         l += [OR(KconfigCheck('self_protection', 'defconfig', 'HARDEN_BRANCH_PREDICTOR', 'y'),
358                  VersionCheck((5, 10)))] # HARDEN_BRANCH_PREDICTOR is enabled by default since v5.10
359         l += [KconfigCheck('self_protection', 'defconfig', 'ARM64_MTE', 'y')]
360     if arch == 'ARM':
361         l += [KconfigCheck('self_protection', 'defconfig', 'CPU_SW_DOMAIN_PAN', 'y')]
362         l += [KconfigCheck('self_protection', 'defconfig', 'HARDEN_BRANCH_PREDICTOR', 'y')]
363
364     # 'self_protection', 'kspp'
365     l += [KconfigCheck('self_protection', 'kspp', 'SECURITY_DMESG_RESTRICT', 'y')]
366     l += [KconfigCheck('self_protection', 'kspp', 'BUG_ON_DATA_CORRUPTION', 'y')]
367     l += [KconfigCheck('self_protection', 'kspp', 'DEBUG_WX', 'y')]
368     l += [KconfigCheck('self_protection', 'kspp', 'SCHED_STACK_END_CHECK', 'y')]
369     l += [KconfigCheck('self_protection', 'kspp', 'SLAB_FREELIST_HARDENED', 'y')]
370     l += [KconfigCheck('self_protection', 'kspp', 'SLAB_FREELIST_RANDOM', 'y')]
371     l += [KconfigCheck('self_protection', 'kspp', 'SHUFFLE_PAGE_ALLOCATOR', 'y')]
372     l += [KconfigCheck('self_protection', 'kspp', 'FORTIFY_SOURCE', 'y')]
373     l += [KconfigCheck('self_protection', 'kspp', 'DEBUG_LIST', 'y')]
374     l += [KconfigCheck('self_protection', 'kspp', 'DEBUG_SG', 'y')]
375     l += [KconfigCheck('self_protection', 'kspp', 'DEBUG_CREDENTIALS', 'y')]
376     l += [KconfigCheck('self_protection', 'kspp', 'DEBUG_NOTIFIERS', 'y')]
377     l += [KconfigCheck('self_protection', 'kspp', 'INIT_ON_ALLOC_DEFAULT_ON', 'y')]
378     l += [KconfigCheck('self_protection', 'kspp', 'GCC_PLUGIN_LATENT_ENTROPY', 'y')]
379     randstruct_is_set = KconfigCheck('self_protection', 'kspp', 'GCC_PLUGIN_RANDSTRUCT', 'y')
380     l += [randstruct_is_set]
381     hardened_usercopy_is_set = KconfigCheck('self_protection', 'kspp', 'HARDENED_USERCOPY', 'y')
382     l += [hardened_usercopy_is_set]
383     l += [AND(KconfigCheck('self_protection', 'kspp', 'HARDENED_USERCOPY_FALLBACK', 'is not set'),
384               hardened_usercopy_is_set)]
385     l += [AND(KconfigCheck('self_protection', 'kspp', 'HARDENED_USERCOPY_PAGESPAN', 'is not set'),
386               hardened_usercopy_is_set)]
387     l += [OR(KconfigCheck('self_protection', 'kspp', 'MODULE_SIG', 'y'),
388              modules_not_set)]
389     l += [OR(KconfigCheck('self_protection', 'kspp', 'MODULE_SIG_ALL', 'y'),
390              modules_not_set)]
391     l += [OR(KconfigCheck('self_protection', 'kspp', 'MODULE_SIG_SHA512', 'y'),
392              modules_not_set)]
393     l += [OR(KconfigCheck('self_protection', 'kspp', 'MODULE_SIG_FORCE', 'y'),
394              modules_not_set)] # refers to LOCKDOWN
395     l += [OR(KconfigCheck('self_protection', 'kspp', 'INIT_STACK_ALL_ZERO', 'y'),
396              KconfigCheck('self_protection', 'kspp', 'GCC_PLUGIN_STRUCTLEAK_BYREF_ALL', 'y'))]
397     l += [OR(KconfigCheck('self_protection', 'kspp', 'INIT_ON_FREE_DEFAULT_ON', 'y'),
398              KconfigCheck('self_protection', 'kspp', 'PAGE_POISONING_ZERO', 'y'))]
399              # CONFIG_INIT_ON_FREE_DEFAULT_ON was added in v5.3.
400              # CONFIG_PAGE_POISONING_ZERO was removed in v5.11.
401              # Starting from v5.11 CONFIG_PAGE_POISONING unconditionally checks
402              # the 0xAA poison pattern on allocation.
403              # That brings higher performance penalty.
404     if arch in ('X86_64', 'ARM64', 'X86_32'):
405         stackleak_is_set = KconfigCheck('self_protection', 'kspp', 'GCC_PLUGIN_STACKLEAK', 'y')
406         l += [stackleak_is_set]
407         l += [KconfigCheck('self_protection', 'kspp', 'RANDOMIZE_KSTACK_OFFSET_DEFAULT', 'y')]
408     if arch in ('X86_64', 'X86_32'):
409         l += [KconfigCheck('self_protection', 'kspp', 'DEFAULT_MMAP_MIN_ADDR', '65536')]
410     if arch in ('ARM64', 'ARM'):
411         l += [KconfigCheck('self_protection', 'kspp', 'DEFAULT_MMAP_MIN_ADDR', '32768')]
412         l += [KconfigCheck('self_protection', 'kspp', 'SYN_COOKIES', 'y')] # another reason?
413     if arch == 'ARM64':
414         l += [KconfigCheck('self_protection', 'kspp', 'ARM64_SW_TTBR0_PAN', 'y')]
415     if arch == 'X86_32':
416         l += [KconfigCheck('self_protection', 'kspp', 'PAGE_TABLE_ISOLATION', 'y')]
417         l += [KconfigCheck('self_protection', 'kspp', 'HIGHMEM64G', 'y')]
418         l += [KconfigCheck('self_protection', 'kspp', 'X86_PAE', 'y')]
419
420     # 'self_protection', 'maintainer'
421     ubsan_bounds_is_set = KconfigCheck('self_protection', 'maintainer', 'UBSAN_BOUNDS', 'y') # only array index bounds checking
422     l += [ubsan_bounds_is_set] # recommended by Kees Cook in /issues/53
423     l += [AND(KconfigCheck('self_protection', 'maintainer', 'UBSAN_SANITIZE_ALL', 'y'),
424               ubsan_bounds_is_set)] # recommended by Kees Cook in /issues/53
425     l += [AND(KconfigCheck('self_protection', 'maintainer', 'UBSAN_TRAP', 'y'),
426               ubsan_bounds_is_set)] # recommended by Kees Cook in /issues/53
427
428     # 'self_protection', 'clipos'
429     l += [KconfigCheck('self_protection', 'clipos', 'DEBUG_VIRTUAL', 'y')]
430     l += [KconfigCheck('self_protection', 'clipos', 'STATIC_USERMODEHELPER', 'y')] # needs userspace support
431     l += [KconfigCheck('self_protection', 'clipos', 'EFI_DISABLE_PCI_DMA', 'y')]
432     l += [KconfigCheck('self_protection', 'clipos', 'SLAB_MERGE_DEFAULT', 'is not set')] # slab_nomerge
433     l += [KconfigCheck('self_protection', 'clipos', 'RANDOM_TRUST_BOOTLOADER', 'is not set')]
434     l += [KconfigCheck('self_protection', 'clipos', 'RANDOM_TRUST_CPU', 'is not set')]
435     l += [AND(KconfigCheck('self_protection', 'clipos', 'GCC_PLUGIN_RANDSTRUCT_PERFORMANCE', 'is not set'),
436               randstruct_is_set)]
437     if arch in ('X86_64', 'ARM64', 'X86_32'):
438         l += [AND(KconfigCheck('self_protection', 'clipos', 'STACKLEAK_METRICS', 'is not set'),
439                   stackleak_is_set)]
440         l += [AND(KconfigCheck('self_protection', 'clipos', 'STACKLEAK_RUNTIME_DISABLE', 'is not set'),
441                   stackleak_is_set)]
442     if arch in ('X86_64', 'X86_32'):
443         l += [AND(KconfigCheck('self_protection', 'clipos', 'INTEL_IOMMU_DEFAULT_ON', 'y'),
444                   iommu_support_is_set)]
445     if arch == 'X86_64':
446         l += [AND(KconfigCheck('self_protection', 'clipos', 'INTEL_IOMMU_SVM', 'y'),
447                   iommu_support_is_set)]
448     if arch == 'X86_32':
449         l += [AND(KconfigCheck('self_protection', 'clipos', 'INTEL_IOMMU', 'y'),
450                   iommu_support_is_set)]
451
452     # 'self_protection', 'my'
453     l += [KconfigCheck('self_protection', 'my', 'RESET_ATTACK_MITIGATION', 'y')] # needs userspace support (systemd)
454     if arch == 'X86_64':
455         l += [AND(KconfigCheck('self_protection', 'my', 'AMD_IOMMU_V2', 'y'),
456                   iommu_support_is_set)]
457     if arch == 'ARM64':
458         l += [KconfigCheck('self_protection', 'my', 'SHADOW_CALL_STACK', 'y')] # depends on clang, maybe it's alternative to STACKPROTECTOR_STRONG
459         l += [KconfigCheck('self_protection', 'my', 'KASAN_HW_TAGS', 'y')]
460         cfi_clang_is_set = KconfigCheck('self_protection', 'my', 'CFI_CLANG', 'y')
461         l += [cfi_clang_is_set]
462         l += [AND(KconfigCheck('self_protection', 'my', 'CFI_PERMISSIVE', 'is not set'),
463                   cfi_clang_is_set)]
464
465     # 'security_policy'
466     if arch in ('X86_64', 'ARM64', 'X86_32'):
467         l += [KconfigCheck('security_policy', 'defconfig', 'SECURITY', 'y')] # and choose your favourite LSM
468     if arch == 'ARM':
469         l += [KconfigCheck('security_policy', 'kspp', 'SECURITY', 'y')] # and choose your favourite LSM
470     l += [KconfigCheck('security_policy', 'kspp', 'SECURITY_YAMA', 'y')]
471     l += [OR(KconfigCheck('security_policy', 'my', 'SECURITY_WRITABLE_HOOKS', 'is not set'),
472              KconfigCheck('security_policy', 'kspp', 'SECURITY_SELINUX_DISABLE', 'is not set'))]
473     l += [KconfigCheck('security_policy', 'clipos', 'SECURITY_LOCKDOWN_LSM', 'y')]
474     l += [KconfigCheck('security_policy', 'clipos', 'SECURITY_LOCKDOWN_LSM_EARLY', 'y')]
475     l += [KconfigCheck('security_policy', 'clipos', 'LOCK_DOWN_KERNEL_FORCE_CONFIDENTIALITY', 'y')]
476     l += [KconfigCheck('security_policy', 'my', 'SECURITY_SAFESETID', 'y')]
477     loadpin_is_set = KconfigCheck('security_policy', 'my', 'SECURITY_LOADPIN', 'y')
478     l += [loadpin_is_set] # needs userspace support
479     l += [AND(KconfigCheck('security_policy', 'my', 'SECURITY_LOADPIN_ENFORCE', 'y'),
480               loadpin_is_set)]
481
482     # 'cut_attack_surface', 'defconfig'
483     l += [KconfigCheck('cut_attack_surface', 'defconfig', 'SECCOMP', 'y')]
484     l += [KconfigCheck('cut_attack_surface', 'defconfig', 'SECCOMP_FILTER', 'y')]
485     if arch in ('X86_64', 'ARM64', 'X86_32'):
486         l += [OR(KconfigCheck('cut_attack_surface', 'defconfig', 'STRICT_DEVMEM', 'y'),
487                  devmem_not_set)] # refers to LOCKDOWN
488
489     # 'cut_attack_surface', 'kspp'
490     l += [KconfigCheck('cut_attack_surface', 'kspp', 'ACPI_CUSTOM_METHOD', 'is not set')] # refers to LOCKDOWN
491     l += [KconfigCheck('cut_attack_surface', 'kspp', 'COMPAT_BRK', 'is not set')]
492     l += [KconfigCheck('cut_attack_surface', 'kspp', 'DEVKMEM', 'is not set')] # refers to LOCKDOWN
493     l += [KconfigCheck('cut_attack_surface', 'kspp', 'COMPAT_VDSO', 'is not set')]
494     l += [KconfigCheck('cut_attack_surface', 'kspp', 'BINFMT_MISC', 'is not set')]
495     l += [KconfigCheck('cut_attack_surface', 'kspp', 'INET_DIAG', 'is not set')]
496     l += [KconfigCheck('cut_attack_surface', 'kspp', 'KEXEC', 'is not set')] # refers to LOCKDOWN
497     l += [KconfigCheck('cut_attack_surface', 'kspp', 'PROC_KCORE', 'is not set')] # refers to LOCKDOWN
498     l += [KconfigCheck('cut_attack_surface', 'kspp', 'LEGACY_PTYS', 'is not set')]
499     l += [KconfigCheck('cut_attack_surface', 'kspp', 'HIBERNATION', 'is not set')] # refers to LOCKDOWN
500     l += [KconfigCheck('cut_attack_surface', 'kspp', 'IA32_EMULATION', 'is not set')]
501     l += [KconfigCheck('cut_attack_surface', 'kspp', 'X86_X32', 'is not set')]
502     l += [KconfigCheck('cut_attack_surface', 'kspp', 'MODIFY_LDT_SYSCALL', 'is not set')]
503     l += [KconfigCheck('cut_attack_surface', 'kspp', 'OABI_COMPAT', 'is not set')]
504     l += [modules_not_set]
505     l += [devmem_not_set]
506     l += [OR(KconfigCheck('cut_attack_surface', 'kspp', 'IO_STRICT_DEVMEM', 'y'),
507              devmem_not_set)] # refers to LOCKDOWN
508     if arch == 'ARM':
509         l += [OR(KconfigCheck('cut_attack_surface', 'kspp', 'STRICT_DEVMEM', 'y'),
510                  devmem_not_set)] # refers to LOCKDOWN
511     if arch == 'X86_64':
512         l += [KconfigCheck('cut_attack_surface', 'kspp', 'LEGACY_VSYSCALL_NONE', 'y')] # 'vsyscall=none'
513
514     # 'cut_attack_surface', 'grsec'
515     l += [KconfigCheck('cut_attack_surface', 'grsec', 'ZSMALLOC_STAT', 'is not set')]
516     l += [KconfigCheck('cut_attack_surface', 'grsec', 'PAGE_OWNER', 'is not set')]
517     l += [KconfigCheck('cut_attack_surface', 'grsec', 'DEBUG_KMEMLEAK', 'is not set')]
518     l += [KconfigCheck('cut_attack_surface', 'grsec', 'BINFMT_AOUT', 'is not set')]
519     l += [KconfigCheck('cut_attack_surface', 'grsec', 'KPROBE_EVENTS', 'is not set')]
520     l += [KconfigCheck('cut_attack_surface', 'grsec', 'UPROBE_EVENTS', 'is not set')]
521     l += [KconfigCheck('cut_attack_surface', 'grsec', 'GENERIC_TRACER', 'is not set')] # refers to LOCKDOWN
522     l += [KconfigCheck('cut_attack_surface', 'grsec', 'FUNCTION_TRACER', 'is not set')]
523     l += [KconfigCheck('cut_attack_surface', 'grsec', 'STACK_TRACER', 'is not set')]
524     l += [KconfigCheck('cut_attack_surface', 'grsec', 'HIST_TRIGGERS', 'is not set')]
525     l += [KconfigCheck('cut_attack_surface', 'grsec', 'BLK_DEV_IO_TRACE', 'is not set')]
526     l += [KconfigCheck('cut_attack_surface', 'grsec', 'PROC_VMCORE', 'is not set')]
527     l += [KconfigCheck('cut_attack_surface', 'grsec', 'PROC_PAGE_MONITOR', 'is not set')]
528     l += [KconfigCheck('cut_attack_surface', 'grsec', 'USELIB', 'is not set')]
529     l += [KconfigCheck('cut_attack_surface', 'grsec', 'CHECKPOINT_RESTORE', 'is not set')]
530     l += [KconfigCheck('cut_attack_surface', 'grsec', 'USERFAULTFD', 'is not set')]
531     l += [KconfigCheck('cut_attack_surface', 'grsec', 'HWPOISON_INJECT', 'is not set')]
532     l += [KconfigCheck('cut_attack_surface', 'grsec', 'MEM_SOFT_DIRTY', 'is not set')]
533     l += [KconfigCheck('cut_attack_surface', 'grsec', 'DEVPORT', 'is not set')] # refers to LOCKDOWN
534     l += [KconfigCheck('cut_attack_surface', 'grsec', 'DEBUG_FS', 'is not set')] # refers to LOCKDOWN
535     l += [KconfigCheck('cut_attack_surface', 'grsec', 'NOTIFIER_ERROR_INJECTION', 'is not set')]
536     l += [KconfigCheck('cut_attack_surface', 'grsec', 'FAIL_FUTEX', 'is not set')]
537     l += [KconfigCheck('cut_attack_surface', 'grsec', 'PUNIT_ATOM_DEBUG', 'is not set')]
538     l += [KconfigCheck('cut_attack_surface', 'grsec', 'ACPI_CONFIGFS', 'is not set')]
539     l += [KconfigCheck('cut_attack_surface', 'grsec', 'EDAC_DEBUG', 'is not set')]
540     l += [KconfigCheck('cut_attack_surface', 'grsec', 'DRM_I915_DEBUG', 'is not set')]
541     l += [KconfigCheck('cut_attack_surface', 'grsec', 'BCACHE_CLOSURES_DEBUG', 'is not set')]
542     l += [KconfigCheck('cut_attack_surface', 'grsec', 'DVB_C8SECTPFE', 'is not set')]
543     l += [KconfigCheck('cut_attack_surface', 'grsec', 'MTD_SLRAM', 'is not set')]
544     l += [KconfigCheck('cut_attack_surface', 'grsec', 'MTD_PHRAM', 'is not set')]
545     l += [KconfigCheck('cut_attack_surface', 'grsec', 'IO_URING', 'is not set')]
546     l += [KconfigCheck('cut_attack_surface', 'grsec', 'KCMP', 'is not set')]
547     l += [KconfigCheck('cut_attack_surface', 'grsec', 'RSEQ', 'is not set')]
548     l += [KconfigCheck('cut_attack_surface', 'grsec', 'LATENCYTOP', 'is not set')]
549     l += [KconfigCheck('cut_attack_surface', 'grsec', 'KCOV', 'is not set')]
550     l += [KconfigCheck('cut_attack_surface', 'grsec', 'PROVIDE_OHCI1394_DMA_INIT', 'is not set')]
551     l += [KconfigCheck('cut_attack_surface', 'grsec', 'SUNRPC_DEBUG', 'is not set')]
552     l += [AND(KconfigCheck('cut_attack_surface', 'grsec', 'PTDUMP_DEBUGFS', 'is not set'),
553               KconfigCheck('cut_attack_surface', 'grsec', 'X86_PTDUMP', 'is not set'))]
554
555     # 'cut_attack_surface', 'maintainer'
556     l += [KconfigCheck('cut_attack_surface', 'maintainer', 'DRM_LEGACY', 'is not set')] # recommended by Daniel Vetter in /issues/38
557     l += [KconfigCheck('cut_attack_surface', 'maintainer', 'FB', 'is not set')] # recommended by Daniel Vetter in /issues/38
558     l += [KconfigCheck('cut_attack_surface', 'maintainer', 'VT', 'is not set')] # recommended by Daniel Vetter in /issues/38
559     l += [KconfigCheck('cut_attack_surface', 'maintainer', 'BLK_DEV_FD', 'is not set')] # recommended by Denis Efremov in /pull/54
560
561     # 'cut_attack_surface', 'grapheneos'
562     l += [KconfigCheck('cut_attack_surface', 'grapheneos', 'AIO', 'is not set')]
563
564     # 'cut_attack_surface', 'clipos'
565     l += [KconfigCheck('cut_attack_surface', 'clipos', 'STAGING', 'is not set')]
566     l += [KconfigCheck('cut_attack_surface', 'clipos', 'KSM', 'is not set')] # to prevent FLUSH+RELOAD attack
567 #   l += [KconfigCheck('cut_attack_surface', 'clipos', 'IKCONFIG', 'is not set')] # no, IKCONFIG is needed for this check :)
568     l += [KconfigCheck('cut_attack_surface', 'clipos', 'KALLSYMS', 'is not set')]
569     l += [KconfigCheck('cut_attack_surface', 'clipos', 'X86_VSYSCALL_EMULATION', 'is not set')]
570     l += [KconfigCheck('cut_attack_surface', 'clipos', 'MAGIC_SYSRQ', 'is not set')]
571     l += [KconfigCheck('cut_attack_surface', 'clipos', 'KEXEC_FILE', 'is not set')] # refers to LOCKDOWN (permissive)
572     l += [KconfigCheck('cut_attack_surface', 'clipos', 'USER_NS', 'is not set')] # user.max_user_namespaces=0
573     l += [KconfigCheck('cut_attack_surface', 'clipos', 'X86_MSR', 'is not set')] # refers to LOCKDOWN
574     l += [KconfigCheck('cut_attack_surface', 'clipos', 'X86_CPUID', 'is not set')]
575     l += [KconfigCheck('cut_attack_surface', 'clipos', 'X86_IOPL_IOPERM', 'is not set')] # refers to LOCKDOWN
576     l += [KconfigCheck('cut_attack_surface', 'clipos', 'ACPI_TABLE_UPGRADE', 'is not set')] # refers to LOCKDOWN
577     l += [KconfigCheck('cut_attack_surface', 'clipos', 'EFI_CUSTOM_SSDT_OVERLAYS', 'is not set')]
578     l += [AND(KconfigCheck('cut_attack_surface', 'clipos', 'LDISC_AUTOLOAD', 'is not set'),
579               PresenceCheck('LDISC_AUTOLOAD', 'kconfig'))]
580     if arch in ('X86_64', 'X86_32'):
581         l += [KconfigCheck('cut_attack_surface', 'clipos', 'X86_INTEL_TSX_MODE_OFF', 'y')] # tsx=off
582
583     # 'cut_attack_surface', 'lockdown'
584     l += [KconfigCheck('cut_attack_surface', 'lockdown', 'EFI_TEST', 'is not set')] # refers to LOCKDOWN
585     l += [KconfigCheck('cut_attack_surface', 'lockdown', 'BPF_SYSCALL', 'is not set')] # refers to LOCKDOWN
586     l += [KconfigCheck('cut_attack_surface', 'lockdown', 'MMIOTRACE_TEST', 'is not set')] # refers to LOCKDOWN
587     l += [KconfigCheck('cut_attack_surface', 'lockdown', 'KPROBES', 'is not set')] # refers to LOCKDOWN
588
589     # 'cut_attack_surface', 'my'
590     l += [OR(KconfigCheck('cut_attack_surface', 'my', 'TRIM_UNUSED_KSYMS', 'y'),
591              modules_not_set)]
592     l += [KconfigCheck('cut_attack_surface', 'my', 'MMIOTRACE', 'is not set')] # refers to LOCKDOWN (permissive)
593     l += [KconfigCheck('cut_attack_surface', 'my', 'LIVEPATCH', 'is not set')]
594     l += [KconfigCheck('cut_attack_surface', 'my', 'IP_DCCP', 'is not set')]
595     l += [KconfigCheck('cut_attack_surface', 'my', 'IP_SCTP', 'is not set')]
596     l += [KconfigCheck('cut_attack_surface', 'my', 'FTRACE', 'is not set')] # refers to LOCKDOWN
597     l += [KconfigCheck('cut_attack_surface', 'my', 'VIDEO_VIVID', 'is not set')]
598     l += [KconfigCheck('cut_attack_surface', 'my', 'INPUT_EVBUG', 'is not set')] # Can be used as a keylogger
599
600     # 'harden_userspace'
601     if arch in ('X86_64', 'ARM64', 'X86_32'):
602         l += [KconfigCheck('harden_userspace', 'defconfig', 'INTEGRITY', 'y')]
603     if arch == 'ARM':
604         l += [KconfigCheck('harden_userspace', 'my', 'INTEGRITY', 'y')]
605     if arch == 'ARM64':
606         l += [KconfigCheck('harden_userspace', 'defconfig', 'ARM64_MTE', 'y')]
607     if arch in ('ARM', 'X86_32'):
608         l += [KconfigCheck('harden_userspace', 'defconfig', 'VMSPLIT_3G', 'y')]
609     if arch in ('X86_64', 'ARM64'):
610         l += [KconfigCheck('harden_userspace', 'clipos', 'ARCH_MMAP_RND_BITS', '32')]
611     if arch in ('X86_32', 'ARM'):
612         l += [KconfigCheck('harden_userspace', 'my', 'ARCH_MMAP_RND_BITS', '16')]
613
614 #   l += [KconfigCheck('feature_test', 'my', 'LKDTM', 'm')] # only for debugging!
615
616
617 def print_unknown_options(checklist, parsed_options):
618     known_options = []
619
620     for o1 in checklist:
621         if not hasattr(o1, 'opts'):
622             known_options.append(o1.name)
623             continue
624         for o2 in o1.opts:
625             if not hasattr(o2, 'opts'):
626                 if hasattr(o2, 'name'):
627                     known_options.append(o2.name)
628                 continue
629             for o3 in o2.opts:
630                 if hasattr(o3, 'opts'):
631                     sys.exit('[!] ERROR: unexpected ComplexOptCheck inside {}'.format(o2.name))
632                 if hasattr(o3, 'name'):
633                     known_options.append(o3.name)
634
635     for option, value in parsed_options.items():
636         if option not in known_options:
637             print('[?] No check for option {} ({})'.format(option, value))
638
639
640 def print_checklist(mode, checklist, with_results):
641     if mode == 'json':
642         opts = []
643         for o in checklist:
644             opt = [o.name, o.type, o.expected, o.decision, o.reason]
645             if with_results:
646                 opt.append(o.result)
647             opts.append(opt)
648         print(json.dumps(opts))
649         return
650
651     # table header
652     sep_line_len = 91
653     if with_results:
654         sep_line_len += 30
655     print('=' * sep_line_len)
656     print('{:^40}|{:^7}|{:^12}|{:^10}|{:^18}'.format('option name', 'type', 'desired val', 'decision', 'reason'), end='')
657     if with_results:
658         print('| {}'.format('check result'), end='')
659     print()
660     print('=' * sep_line_len)
661
662     # table contents
663     for opt in checklist:
664         if with_results:
665             if mode == 'show_ok':
666                 if not opt.result.startswith('OK'):
667                     continue
668             if mode == 'show_fail':
669                 if not opt.result.startswith('FAIL'):
670                     continue
671         opt.table_print(mode, with_results)
672         print()
673         if mode == 'verbose':
674             print('-' * sep_line_len)
675     print()
676
677     # final score
678     if with_results:
679         fail_count = len(list(filter(lambda opt: opt.result.startswith('FAIL'), checklist)))
680         fail_suppressed = ''
681         ok_count = len(list(filter(lambda opt: opt.result.startswith('OK'), checklist)))
682         ok_suppressed = ''
683         if mode == 'show_ok':
684             fail_suppressed = ' (suppressed in output)'
685         if mode == 'show_fail':
686             ok_suppressed = ' (suppressed in output)'
687         if mode != 'json':
688             print('[+] Config check is finished: \'OK\' - {}{} / \'FAIL\' - {}{}'.format(ok_count, ok_suppressed, fail_count, fail_suppressed))
689
690
691 def populate_opt_with_data(opt, parsed_options, kernel_version):
692     if hasattr(opt, 'opts'):
693         # prepare ComplexOptCheck
694         for o in opt.opts:
695             if hasattr(o, 'opts'):
696                 # Recursion for nested ComplexOptChecks
697                 populate_opt_with_data(o, parsed_options, kernel_version)
698             if hasattr(o, 'state'):
699                 o.state = parsed_options.get(o.name, None)
700             if hasattr(o, 'ver'):
701                 o.ver = kernel_version
702     else:
703         # prepare simple check, opt.state is mandatory
704         if not hasattr(opt, 'state'):
705             sys.exit('[!] ERROR: bad simple check {}'.format(vars(opt)))
706         opt.state = parsed_options.get(opt.name, None)
707
708
709 def populate_with_data(checklist, parsed_options, kernel_version):
710     for opt in checklist:
711         populate_opt_with_data(opt, parsed_options, kernel_version)
712
713
714 def perform_checks(checklist):
715     for opt in checklist:
716         opt.check()
717
718
719 def parse_kconfig_file(parsed_options, fname):
720     with open(fname, 'r') as f:
721         opt_is_on = re.compile("CONFIG_[a-zA-Z0-9_]*=[a-zA-Z0-9_\"]*")
722         opt_is_off = re.compile("# CONFIG_[a-zA-Z0-9_]* is not set")
723
724         for line in f.readlines():
725             line = line.strip()
726             option = None
727             value = None
728
729             if opt_is_on.match(line):
730                 option, value = line.split('=', 1)
731             elif opt_is_off.match(line):
732                 option, value = line[2:].split(' ', 1)
733                 if value != 'is not set':
734                     sys.exit('[!] ERROR: bad disabled kconfig option "{}"'.format(line))
735
736             if option in parsed_options:
737                 sys.exit('[!] ERROR: kconfig option "{}" exists multiple times'.format(line))
738
739             if option:
740                 parsed_options[option] = value
741
742         return parsed_options
743
744
745 def main():
746     # Report modes:
747     #   * verbose mode for
748     #     - reporting about unknown kernel options in the kconfig
749     #     - verbose printing of ComplexOptCheck items
750     #   * json mode for printing the results in JSON format
751     report_modes = ['verbose', 'json', 'show_ok', 'show_fail']
752     supported_archs = ['X86_64', 'X86_32', 'ARM64', 'ARM']
753     parser = ArgumentParser(prog='kconfig-hardened-check',
754                             description='A tool for checking the security hardening options of the Linux kernel')
755     parser.add_argument('--version', action='version', version='%(prog)s ' + __version__)
756     parser.add_argument('-p', '--print', choices=supported_archs,
757                         help='print security hardening preferences for the selected architecture')
758     parser.add_argument('-c', '--config',
759                         help='check the kernel kconfig file against these preferences')
760     parser.add_argument('-m', '--mode', choices=report_modes,
761                         help='choose the report mode')
762     args = parser.parse_args()
763
764     mode = None
765     if args.mode:
766         mode = args.mode
767         if mode != 'json':
768             print('[+] Special report mode: {}'.format(mode))
769
770     config_checklist = []
771
772     if args.config:
773         if mode != 'json':
774             print('[+] Kconfig file to check: {}'.format(args.config))
775
776         arch, msg = detect_arch(args.config, supported_archs)
777         if not arch:
778             sys.exit('[!] ERROR: {}'.format(msg))
779         if mode != 'json':
780             print('[+] Detected architecture: {}'.format(arch))
781
782         kernel_version, msg = detect_version(args.config)
783         if not kernel_version:
784             sys.exit('[!] ERROR: {}'.format(msg))
785         if mode != 'json':
786             print('[+] Detected kernel version: {}.{}'.format(kernel_version[0], kernel_version[1]))
787
788         # add relevant kconfig checks to the checklist
789         add_kconfig_checks(config_checklist, arch)
790
791         # populate the checklist with the parsed kconfig data
792         parsed_kconfig_options = OrderedDict()
793         parse_kconfig_file(parsed_kconfig_options, args.config)
794         populate_with_data(config_checklist, parsed_kconfig_options, kernel_version)
795
796         # now everything is ready for performing the checks
797         perform_checks(config_checklist)
798
799         # finally print the results
800         if mode == 'verbose':
801             print_unknown_options(config_checklist, parsed_kconfig_options)
802         print_checklist(mode, config_checklist, True)
803
804         sys.exit(0)
805
806     if args.print:
807         if mode in ('show_ok', 'show_fail'):
808             sys.exit('[!] ERROR: wrong mode "{}" for --print'.format(mode))
809         arch = args.print
810         add_kconfig_checks(config_checklist, arch)
811         if mode != 'json':
812             print('[+] Printing kernel security hardening preferences for {}...'.format(arch))
813         print_checklist(mode, config_checklist, False)
814         sys.exit(0)
815
816     parser.print_help()
817     sys.exit(0)
818
819 if __name__ == '__main__':
820     main()